Журнал НИТ №5 (23) (Ноябрь-декабрь 2018)

 

Embed or link this publication

Description

Журнал НИТ №5 (23) (Ноябрь-декабрь 2018)

Popular Pages


p. 1

Дорогие Друзья! Поздравляем вас с наступающим Новым Годом и Рождеством! Хотим пожелать вам успехов в работе, достижения поставленных целей, и, самое главное, гармонии и взаимопонимания в ваших семьях. Будьте счастливы в новом 2019ом году! Мы рады представить вам наш очередной номер Журнала НИТ. В нём вы найдете много полезной информации об измерительных приборах, методах измерений и особенностях конструкции ручного измерительного инструмента. Рады вам сообщить, что мы всегда ждем вас в наш выставочный зал для проведения измерений на нашем оборудовании, более подробную информацию вы можете найти в разделе «Приглашение на демо-измерения»! С наилучшими пожеланиями Главный редактор журнала НИТ, коммерческий директор ЗАО НПФ «Уран» Лоскутов А.А. В этом номере вы найдете: Семинар ЗАО НПФ «Уран» 2019 -2 Измерения при помощи CAD- моделей в программном обеспечении WinWerth -3 Простые измерения в WinWerth с поддержкой PMI-данных -5 VolumeCheck – проверка объемного изображения в томографии -6 ЧПУ система для измерения коленвалов и распредвалов от компании Mahr -7 Измерения показателя преломления оптического стекла на приборах Trioptics -11 Высокоскоростные системы для измерения топографии поверхности серии µSprint к.NanoFocus - 15 Настройка индикаторных нутромеров - 19 Эксперименты вошедшие в историю (статья от Всезнайки) - 21 Приглашение на демо-измерения - 24 ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 1 из 25

[close]

p. 2

Уважаемые дамы и господа! ЗАО НПФ «Уран» приглашает Вас посетить семинар «Новейшие измерительные технологии», посвященный новинкам в области измерений линейно-угловых и оптических параметров. Семинар предназначен для инженеров, технологов, метрологов и конструкторов предприятий, специализирующихся на производстве высокоточных изделий в области приборо- и машиностроения, электроники, атомной промышленности и оптики. Семинар будет проходить с 16 по 17 апреля 2019 года в двух конференц-залах гостиницы «Азимут», расположенной вблизи исторического центра Санкт-Петербурга. В 2019 году мы планируем обновить программу семинара, объединив теоретическую (лекционную) и практическую части. Для этого оборудование, о котором мы будем рассказывать, будет работать непосредственно во время чтения презентации. Это позволит наглядно продемонстрировать преимущества приборов, а также предоставить больше времени для измерения ваших деталей. Если у Вас есть пожелания относительно рассматриваемых измерительных задач, решение которых Вы хотели бы услышать во время семинара, просим сообщить нам об этом заранее по электронному адресу info@uran-spb.ru с пометкой в теме письма «Семинар 2019». Мы сделаем все возможное, для того, чтобы в результате участия в семинаре Вы получили исчерпывающую информацию о решении задач, с которыми Вы сталкиваетесь на вашем производстве. ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 2 из 25

[close]

p. 3

Измерения при помощи CAD- моделей в программном обеспечении WinWerth Программа WinWerth® предоставляет возможность простого и быстрого процесса измерения, сбора, обработки и анализа данных измерений. Современные требования к программному обеспечению предусматривают простоту в обучении, быстрое создание программ непосредственно перед процессом производства и применение данных САПР для этих целей. Модули программирования Werth CADOffline® и Werth CAD-Online® представляют собой удобные для пользователей пакеты программного обеспечения для измерений, в соответствующих режимах: С координатноизмерительной машиной и без нее. При создании программ в автономном режиме (offline) на удаленной рабочей станции используются только CAD-модели (в стандартном случае форматов STEP и IGES), что обеспечивает возможность создания программа еще до процесса изготовления детали. А поскольку создание программы ведется на компьютере вне КИМ, то время функционирования самой координатноизмерительной машины не затрачивается на процедуры программирования. Программы, создаваемые в автономном режиме, могут быть запущенны на координатно-измерительной машине простым нажатием клавиши, что существенно снижает требования к квалификации персонала, и их знаний с фактической задачей программирования. При программировании по CAD-модели в режиме online непосредственно на КИМ, графическое окно объектов в программе WinWerth® используется для отображения измеряемой модели и непосредственного указания элементов, необходимых для контроля координатно-измерительной машиной. Все команды по измерению, выбору элементов и стратегий, по позиционированию на детали и прочие оператор отдает при помощи компьютерной мышки. Это исключает необходимость, в зачастую трудоемкой и подчас ювелирной работе с ручным пультом управлением, что к тому же требует и больших затрат по времени. Кроме того, исключаются ошибочные измерения вследствие неверного распознавания элементов и некорректной обработки контуров. Итак программное обеспечение предлагает оператору два возможных варианта написания ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 3 из 25

[close]

p. 4

программы измерений по CAD-модели: offline – без использования КИМ и online – создание программы непосредственно на машине, в значительной степени автоматизированном варианте, в сравнении с ручными измерениями без модели. Для запуска готовой программы, написанной по CAD модели, либо для начала написания программы в режиме online, оператору требуется лишь создать базу на детали при помощи любого удобного датчика, установленного на КИМ. Зачастую базирование сводится к измерению трех элементов на детали: плоскость, прямая и точка. Преимуществом работы с CAD моделью является еще и то, что для оператора существенно расширяются возможности измерения элементов, ведь при помощи CAD модели могут быть измерены самые разные элементы с самой сложной геометрией и элементы произвольной формы. Результаты измерений оператор может по своему желанию сформировать в виде численного протокола, либо, что является еще одним несомненным преимуществом работы с CAD моделями, – совместить измеренные данные с данными, заложенными конструктором в модели. Последнее является одной из предпосылок работы с PMI-данными, что позволяет выйти на новый уровень работы с КИМ и ее программным обеспечением. ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 4 из 25

[close]

p. 5

Простые измерения при помощи PMI-данных Многие CAD-системы предоставляют возможность интеграции PMI данных (PMI - Product and Manufacturing Information). PMI данные включают в себя не только геометрические размеры, но и трехмерные аннотации (текстовые пометки), требования к качеству обработки поверхностей и спецификации материалов, а также допуски и указание базовых элементов. Вся эта информация создает замечательную основу для создания измерительной программы с использованием новой функции 3D-PMI в ПО WinWerth. При выборе необходимого для проверки геометрического параметра, на модели выделяются цветом все связанные с ним, а также нужные для решения задачи элементы. Для использования автоматического распределения точек оператор может выбирать геометрические элементы, кликая на них по очереди, при необходимости менять стратегию распределения и сразу же запускать измерения в режиме CADOnline®. После завершения процесса измерения у оператора есть возможность кликом мышки принять данные по допускам и номиналам из PMI-модели либо подкорректировать их вручную. За счет наложения CAD-модели, цветных маркировок PMI и измеренных элементов легко предвидятся последующие шаги их использования – отображение отклонений в цвете. С поддержкой PMI контролируемые элементы легко идентифицировать одним взглядом и даже поиск базовых элементов из чертежа теперь в прошлом. Таким образом значительно упрощается постановка измерительной задачи и минимизируется погрешность влияния оператора (за счет отсутствия необходимости переноса данных из чертежа в программу). Рисунок 1. При выборе необходимого параметра (размера) все нужные для его расчета параметры выделяются (синим контуром) автоматически и заносятся в измерительную программу. ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 5 из 25

[close]

p. 6

VolumeCheck - проверка объемного изображения в томографии С помощью новой функции VolumeCheck компания Werth Messtechnik интегрировала визуализацию данных объемного изображения в 3 D модуле измерительного ПО WinWerth®. Три различных проекции могут быть использованы как одновременно, так и по отдельности. Также имеется возможность отобразить всю объемную модель со всеми вокселями и градиентами. Есть возможность отобразить только воксели с определенным градиентом серого, также есть возможность отображения любого сечения по выбору оператора. Все варианты могут быть представлены в изометрии с возможностью изменения положения в пространстве для проведения всестороннего анализа детали. CADмодель, живое изображение, облако точек - все отображается в одной системе координат послойно. Также есть возможность удобной настройки цвета и прозрачности с последующим измерением требуемых данных. Функция гистограммы обеспечивает выбор отображаемого диапазона градиента серого таким образом, чтобы, к примеру, в случаях с деталями, состоящими из материалов разной плотности, доступными для отображения были только элементы с самой высокой плотностью. Для выбранного диапазона градиента можно настроить прозрачность, что обеспечивает высокую универсальность, которая, к примеру, позволяет проводить проверку расположения отдельно взятых элементов в общей группе элементов (в сборке). Для лучшего отображения градиент серого можно перевести в цветовое изображение, тем самым доступны различные возможности отображения результатов. Также имеется возможность расширения диапазона контрастности для лучшей прорисовки геометрии детали. Возможность выбора вида отображения объектов: CAD-модель (красный), живое изображение (зеленый) и облако точек (желтый). Объект, состоящий из нескольких элементов разной плотности. Менее плотный материал в настройках сделан более прозрачным. ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 6 из 25

[close]

p. 7

ЧПУ система для измерения коленвалов и распредвалов от компании Mahr Спецрешение ф. Mahr – полностью автоматизированное решение для измерения коленвалов и распредвалов Компания Mahr является одним из лидеров рынка по производству высокоточного измерительного оборудования. Для многих предприятий уже не в новинку увидеть системы Mahr, как самые точные системы для лабораторий и производственных помещений. Контурографы и профилографы, кругломеры и длиномеры, измерительные видеосистемы и различные приборы, разработанные под специальные задачи – всё это доведено компанией Mahr до высочайшего уровня точности и максимального удобства использования. На сегодняшний день огромные усилия вкладываются в разработки специализированных систем, решающих задачи повышенной степени сложности. Это и внедрение роботизированных рук в измерительный процесс, и создание роботизированного комплекса (рабочего места) для контроля различных параметров в одном цикле измерения. Компания Mahr разработала ряд специальных систем для решения сложных, нестандартных задач - направление MarEngineering. ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 7 из 25

[close]

p. 8

Предварительное позиционирование с поиском кромки и базированием Автоматизированный контроль сокращает время измерения на 95% в сравнении с аналогичными действиями оператора вручную. Перед каждым измерением (или шагом измерения) на экране появляются интерактивные подсказки с изображением необходимых действий: предварительное позиционирование на детали, выбор подходящего щупа и др. Благодаря чему использование системы значительно упрощается и пользователь, прошедший даже начальный курс обучения, может быть допущен до выполнения измерений. Для обеспечения повторяемости, достоверности результатов и единообразия стратегии измерения, производится первичное базирование за выбранную кромку, поиск зенита и установки измерения в первую определенную позицию. Далее, процесс измерения проходит в полностью автоматическом режиме с измерением всех требуемых параметров валов. Измерение радиусов на шатунных шейках Для измерения радиусов на шатунных шейках коленвала, используется специальный щуп, обеспечивающий полноценный контроль профиля в труднодоступном месте, а также работу под необходимым наклоном измерительной системы на угол до 45 градусов. Если во время измерения требуется замена щуповой консоли, то программа выводит на экран инструкцию с указанием требуемого действия, после чего автоматическое измерение продолжается в соответствии с написанной программой. ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 8 из 25

[close]

p. 9

Измерение в отверстиях коленвала Для измерения контура и шероховатости поверхности в отверстиях, коленвал устанавливается в специальные призмы в горизонтальном положении и используется щуп со специально разработанной геометрией, что обеспечивает полный контроль требуемых параметров. Измерение на щеках Для измерения на щеках используются Т-образные щупы специальной конструкцией для контроля радиусов, расстояний между ними, шероховатости и волнистости поверхности. ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 9 из 25

[close]

p. 10

Благодаря системе защиты, интегрированной в бампер привода, щуповую систему и измерительную консоль, обеспечивается максимальный уровень безопасности во время проведения измерений. Система адаптирует измерительную программу под конкретные введенные данные вала и скорректирует измерительный процесс исходя из индивидуальных требований заказчика. Можно корректировать данные по своему усмотрению. Измерение всех требуемых параметров с выдачей информативного протокола с допусками. Благодаря программному обеспечению CNCPlus, разработанному специально для измерения коленвалов и распредвалов, полноценное измерение может провести даже начинающий оператор. Необходимо заполнить соответствующие данные для измеряемой детали или загрузить их из DMC кода. Технические данные системы и измеряемых деталей: Длина деталей : max. 450 мм Диаметр Ø: max. 190 мм Вес детали: max. 30 кг Максимальная высота колоны HZ 750 мм Ось поворота привода HB ±45° Передвижение колоны по граниту HX: 600 мм Перпендикулярное передвижение колоны HY: 110 мм Поворотные оси TA и TC ± 360° Привод MarSurf LD 130 Измерительная длина привода X: 130 мм ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 10 из 25

[close]

p. 11

Измерения показателя преломления оптического стекла на приборах Trioptics Показатель преломления оптического стекла Одним из ключевых параметров линзы, принимаемом при расчете оптических систем наряду с ее радиусом кривизны и толщиной по центру, является показатель преломления материала, из которого она выполнена. С точки зрения физики показателем преломления называется отношение скорости распространения света в воздухе к скорости распространения света в исследуемом веществе. Показатель преломления – величина безразмерная и для оптического стекла, пропускающего свет в видимом спектральном диапазоне, его значение, как правило, варьируется в диапазоне от 1,4 до 2,1. На практике больший угол отклонения луча после его прохождения сквозь призму соответствует большему показателю преломления и, как правило, находится в диапазоне от 15° до 100°. Неверно измеренный и принятый в расчет показатель преломления приводит к появлению сферической аберрации, что приводит к снижению качество изображения, а также вызывает изменение фокусного расстояния ∆f''. Дисперсия при прохождении света через стеклянную приму и спектральные линии, наблюдаемые при измерении показателя преломления Измерение показателя преломления базируется на явлении дисперсии – явлении, при котором можно наблюдать разложение пучка белого света в спектр при прохождении его через призму. Дисперсия обуславливает зависимость абсолютного значения показателя преломления n от длины волны λ, на которой происходит измерение. В случае нормальной дисперсия света показатель преломления монотонно возрастает с увеличением частоты (убывает с увеличением длины волны). Метод наименьшего отклонения Существует несколько методов измерения показателя преломления, однако наиболее точным, используемым большинством метрологических институтов (в том числе PTB) является метод наименьшего отклонения, описанный Йозефом Фраунгофером в начале 19 века. Данный метод является одним из наиболее точных и позволяет измерить показатель преломления с точностью до 6 знака после запятой. Согласно данному методу для измерения показателя указанным методом используют трехгранную призму (т.н. призма-свидетель) в форме равнобедренного треугольника с главным сечением, перпендикулярным к обеим рабочим граням и углом при вершине ок. 60° нормальном сечении, изготовленную из стекла той же партии, что и сама линза. ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 11 из 25

[close]

p. 12

Суть метода состоит в следующем: параллельный пучок света, создаваемый коллиматором, падая на первую грань призмы под углом Θ1, проходит сквозь призму и выходит из неё под углом Θ2. Изображение спектральной щели после прохождения сквозь призму регистрируется коллиматором. Измерение показателя преломления на гониометрах-спектрометрах серии SpectroMaster Для измерения показателя преломления компания Trioptics предлагает специальные приборы серии SpectroMaster, измеряющие показатель преломления методом наименьшего отклонения в спектральном диапазоне от УФ до дальнего ИК с погрешностью до 2х10-6. Принцип измерения показателя преломления методом наименьшего отклонения Вращая предметный столик, на котором установлена призма, можно менять угол δ1; при этом, как следствие, угол δ2 также будет меняться. При помощи системы уравнений можно доказать, что значение угла δ2 будет минимальным тогда, когда оно равно значению угла δ1 (δ1 = δ2). Это условие и определило название метода. Зная значения угла при вершине α и значение δ1, минимальному отклонению прошедшего через призму луча, можно вычислить показатель преломления по формуле: ,согласно которой, помимо углов α и δ, необходимо принять в расчет показатель преломления воздуха, зависящий от температуры, давления и влажности. Гониометр-спектрометр SpectroMaster HR Высокая точность измерения показателя преломления обуславливает применение в приборе специальных узлов и комплектующих. Ключевыми узлами приборов серии SpectroMaster (здесь и далее речь пойдет о приборах серии SpectroMaster HR) являются воздушный подшипник с осевым/радиальным биением менее 0,08 мкм и поворотный энкодер производства Haidenhain, обеспечивающий разрешение отсчета при повороте автоколлиматора 0,009 угл. с. Это сочетание делает возможным измерение угла при вершине призмы с погрешностью ±0,2 угл. с. ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 12 из 25

[close]

p. 13

Призма, установленная на предметном столике В качестве основного показателя преломления оптического стекла конкретной марки в соответствии с ИСО 7944-84 установлен показатель преломления ne для длины волны 546,97 нм спектральной линии ртути (Hg). Эта линия расположена в зеленой части спектра света в области максимума чувствительности глаза человека. Однако для построения дисперсионной кривой возникает необходимость выполнить измерение на нескольких длинах волн; с этой целью приборы серии SpectroMaster оснащаются турелью, позволяющей установить и менять в автоматическом режиме до 8 спектральных ламп (стандартный комплектация предполагает установку Hg, Cd, Cs, He и Rb ламп) для работы в различных спектральных диапазонах. Лампы создают спектр дискретных спектральных линий с известными и стабильными длинами волн. Возможно как ручное, так и автоматизированное управление сменой ламп - с пьезоэлектрическим приводом с небольшим излучением тепла для температурной стабилизации измерения. Газоразрядные спектральные лампы, установленные в турели Помимо различных спектральных ламп прибор оснащается набором интерференционных узкополосных фильтров (до 19 шт.) для точного выделения длины волны. Интерференционные фильтры, установленные в турели ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 13 из 25

[close]

p. 14

Благодаря зеркальному коллиматору с подключаемыми источниками сигнала спектрогониометры SpectroMaster позволяют измерять показатель преломления в различных спектральных диапазонах. Стандартным детектором является фотоприемник, регистрирующий сигнал в диапазоне от 400 до 1050 нм. Для измерений в УФ диапазоне применяется фотоэлектронный умножитель, чувствительный к сигналу в диапазоне от от 130 до 320 нм. Для измерений в ИК диапазоне используется приемник на основе сульфида свинца в сочетании с усилителем сигнала. Оператор может самостоятельно менять детекторы и необходимые для каждого спектрального диапазона источники сигнала благодаря особому креплению для их быстрой установке. Это делает приборы SpectroMaster универсальными решениями для контроля показателя преломления самых различных оптических материалов. Благодаря использованию пьезодвигателей и программного обеспечения измерение показателя преломления практически полностью автоматизировано. После того как оператор вводит номинальное значение угла при вершине и показателя преломления прибор автоматически выполняет серию измерений и формирует измерительный протокол с измеренным и приведенным к нормальным условиям показателем преломления. Фрагмент измерительного протокола Автоколлимационный метод (метод Аббе) Еще одним прибором, позволяющим измерять показатель преломления, является гониометры серии PrismMaster, оснащенные дополнительной ртутной спектральной лампой. Помимо точного измерения углов призм в диапазоне 360° (диапазон вращения предметного столика), данные приборы позволяют измерять показатель преломления на длине волны 546 нм с погрешностью ±1х10-5 . Гониометр PrismMaster 300 HR В отличие от приборов серии SpectroMaster гониометры PrismMaster используют для измерения показателя преломления автоколлимационный гониометрический метод измерения, также известный как метод Аббе, согласно которому показатель преломления равен отношению синуса угла i падения угла луча на преломляющую грань призмы и синуса преломляющего угла Θ призмы, т.е. n=sin(i)/sin(Θ). Данный метод предъявляет особые требования к контролируемой призме и применим в случае, если угол Θ равен 30° и менее. ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 14 из 25

[close]

p. 15

Высокоскоростные системы для измерения топографии поверхности серии µSprint компании NanoFocus Компания NanoFocus, для удовлетворения потребностей крупных предприятий, поставила серьезную задачу своим специалистам по разработке нового датчика, который отличался бы высокой скоростью измерений и при этом сохранил все достоинства конфокальных микроскопов серии µSurf. Как итог, на рынке появилась целая серия приборов NanoFocus µSprint. О них и пойдет речь в данной статье. µSprint Sensor По измерительному принципу, приборы серии µSprint, так же как и приборы серии µSurf, являются бесконтактными конфокальными измерительными микроскопами. Различные решения инженеров-разработчиков в области компоновки, оснастки, автоматизации, оптимизации и адаптации работы программного обеспечения, позволили не только разнообразить модельный ряд серии, но и обеспечить высокую производительность каждого пробора. Разумеется, достичь высоких показателей в данном направлении было бы невозможно без применения новых технологий в производстве измерительного датчика непосредственно. Более того, за последние годы, компания NanoFocus провела модернизацию датчика C3, повысив его осевое вертикальное и поперечное разрешение в 10 раз! Благодаря измерениям более 5 миллионов точек в секунду, датчики μSprint устанавливают новые стандарты в скорости. В сочетании с высокой точностью и большим полем зрения, μSprint является универсальным решением с высокой производительностью для широкого спектра измерительных задач. В качестве автономного решения для лабораторий или для внедрения в существующие системы - технология μSprint легко интегрируется в любой технологический процесс. Новый датчик C3x обладает вертикальным разрешением 10 нм, а также поперечным разрешением от 0,5 мкм до 2,5 мкм. Благодаря объективу с высокой числовой апертурой, изготовленному компанией Zeiss AG исключительно для линейки продуктов NanoFocus μSprint, можно измерить углы до 53°. Это дает большие преимущества, связанные со стабильностью данных измерений, особенно в области проверки объемных микроэлементов. ЗАО НПФ «Уран» http://www.uran-spb.ru Стр. 15 из 25

[close]

Comments

no comments yet